【正文】 械設(shè)備，選用具有高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和允許過載倍數(shù)較大的電動(dòng)機(jī)。對供電系統(tǒng)危害最大的是短路故障。 短路計(jì)算 短路計(jì) 算基本假設(shè) (1)正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行； 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 (2)所有電源的電動(dòng)勢相位角相同； (3)電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和。 電力系統(tǒng)運(yùn)行有三種狀態(tài)：正常運(yùn)行狀態(tài)、非正常運(yùn)行狀態(tài)和故障狀態(tài)。為了保證重要廠用機(jī)械的電動(dòng)機(jī)順利自起動(dòng)，通?？刹捎靡韵麓胧? ① 限制參加自起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的數(shù)量。廠用高壓備用變壓器已帶負(fù)載 6200 KW，參加自啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)總?cè)萘繛?13363KW。故通過高壓廠用變壓器的電流 101*0122*2111*11*tttt SSUKSSUKSSUKI ??? 因122*2tSSUK 項(xiàng)所占比重很小，可以忽略，且 10?K ，將 1*tI 帶入電壓關(guān)系式 (37)中，即得 ? ? 11*1*0111*0* / tt SUxSSKUU ??? 而 ??cos11 PS ? 故 HtttSxUSxPKUU*10*11*110*1* 1c o s1?????????????? (39) 式中： HS* 為廠用高壓母線得合成負(fù)荷標(biāo)幺值。 A)； avK 為電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)電流平均倍數(shù)，對備用電源一般當(dāng)快速切換時(shí)可取 ，慢速切換時(shí)可取 5。如圖 32(a)所示為一組電動(dòng)機(jī)經(jīng)廠用高壓變壓器自啟動(dòng)接線及等值電路。 圖 31 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與電壓、轉(zhuǎn)速的關(guān)系 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 由于異步電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 max*eM 為 ，所以臨界電壓 crU* 為 ，即電壓降低到額定值的 64%75%，電動(dòng)機(jī)就開始惰行。 (3)帶負(fù)荷自啟動(dòng)：備用電源已帶一部分負(fù)荷，又自動(dòng)投入失 去電源的工作母線段時(shí)形成的自啟動(dòng)。 廠用電動(dòng)機(jī)的防護(hù)型式應(yīng)與周圍環(huán)境條件相適應(yīng)，根據(jù)發(fā)電廠廠用設(shè)備安置地點(diǎn)可分別選用開啟式、防護(hù)式、封閉式及防爆式等型式。 A 重復(fù)分裂繞組負(fù)荷 * ????? LHC SSS KV (5)變壓器選擇計(jì)算 Ⅰ A段 KWPPS H * 21 ??????? KWS 48501000100012501600 ?????? KWSS L * ???? Ⅰ B段 KWPPS H * 21 ??????? 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 KWS 92803151000800315100010001000100012501600 ????????????KWSS L 7 8 8 89 2 8 0* ???? Ⅰ段重復(fù)容量負(fù)荷 KWP 3151 ?? KWP 6302 ?? KWPPS H * 21 ??????? KWS 285012501600 ???? KWSS L * ???? Ⅰ A段分裂繞組負(fù)荷 9 7 3 4 1 9 6* ????? LHC SSS KV A)。當(dāng)只有 6kV或 10kV 一種電壓等級時(shí)，一般分 2 段；對于 200MW 以上機(jī)組可分 4 段； 對于 200MW 以上機(jī)組，高壓廠用工作變壓器可選用 2 臺(tái)低壓分裂繞組變壓器，分別供四段母線；當(dāng)出現(xiàn) 10kV和 3kV 兩種電壓等級時(shí)，高壓廠用工作變壓器可選用2 臺(tái) 50%容量的三繞組變壓器，分別供四段母線。 A） 1000 1 1000 1 1000 1 1000 灰漿泵變壓器（ KV (5)煤場機(jī)械負(fù)荷中，對大型機(jī)械應(yīng)根據(jù)機(jī)械具體情況具體分析確定。 廠用負(fù)荷的計(jì)算方法 換算系數(shù)法 廠用電負(fù)荷的計(jì)算方法 常采用換算系數(shù)法，可計(jì)算為 )(KPS ?? (21) ??cos LM KKK ? (22) 式 中： S— 廠用母線上的計(jì)算負(fù)荷 (KV如充電機(jī)、備用勵(lì)磁機(jī)、事故備用油泵等用的電動(dòng)機(jī)。 為了正確選擇廠用變壓器容量，不但要統(tǒng)計(jì)變壓器連接的分段母線上實(shí)際所接電動(dòng)機(jī)的臺(tái)數(shù)和容量，還要考慮它們是經(jīng)常工作的還是備用的，是連續(xù)運(yùn)行的還是斷續(xù)運(yùn)行的。在 200MW 及以上機(jī)組的大容量電廠中，自動(dòng)化程度較高，要求在停機(jī)過程中及停機(jī)后的一段時(shí)間內(nèi)仍必須保證供電，否則可能引起主要設(shè)備損壞、自動(dòng)裝置失靈或危機(jī)人身安全等嚴(yán)重事故的廠用負(fù)荷，稱為交流保安負(fù)荷。通常它們由一個(gè)電源供電，但在大型發(fā)電廠也常采用兩路電源 供電。允許短時(shí)停電（幾秒至幾分鐘）， 恢復(fù)送電后， 不致造成生產(chǎn)紊亂，但較長時(shí)間停電有可能損壞設(shè)備或影響機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)的廠用負(fù)荷，均屬于Ⅱ類廠用負(fù)荷。因此，啟動(dòng) /備用變壓器和工作變壓器均較方案 1 變壓器分支的容量大，配電裝置也增多，投資較大。 隨著發(fā)電機(jī)組容量的不斷增大，汽輪機(jī)輔機(jī)的容量也越來越大，如射水泵、凝結(jié)水泵等設(shè)備都進(jìn)入了高壓廠用負(fù)荷的范疇。 (4)充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、啟動(dòng)等運(yùn)行方式下的供電要求，盡可能地使切換操作簡便，啟動(dòng) (備用 )電源能在短時(shí)間內(nèi)投入。 6KV電壓供電的特點(diǎn) ① 6KV電動(dòng)機(jī)的功率可制造的較大， 200KW 以上的電動(dòng)機(jī)采用 6KV 電壓供電，以滿足大容量負(fù)荷要求； ② 6KV 廠用電系統(tǒng)與 3KV 廠用電系統(tǒng)相比，不僅節(jié)省有色金屬和費(fèi)用，而且短路電路亦較小； ③ 發(fā)電機(jī)電壓若為 6KV 時(shí)，可以省去高壓廠用變壓器，直接由發(fā)電機(jī)電壓母線經(jīng)電抗器供廠用電，以防止廠用電系統(tǒng)故障直接威脅主系統(tǒng)并限制其短路電流。 ② 當(dāng)容量在 100~300MW 時(shí)，宜選用 6KV作為高壓廠用電壓。 一般凝汽式火電廠廠用電率為 5%~8%，熱電廠為 8%~10%，水電廠為 %~2%。太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 第 1 章 廠用電電壓等級確定及接線設(shè)計(jì) 廠用電 發(fā)電廠在啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)、停役、檢修過程中，有大量 以電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的機(jī)械設(shè)備，用以保證機(jī)組的主要設(shè)備（如鍋爐、汽輪機(jī)或水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等）和輸煤、碎煤、除灰、除塵及水處理的正常運(yùn)行。雖然我國加快了節(jié)能減排戰(zhàn)略的實(shí)施，但是節(jié)能技術(shù)在家電及工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用效果并不理想。太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) I 2 300MW 汽輪發(fā)電機(jī)組廠用電設(shè)計(jì) 摘 要 本 論文 是對發(fā)電廠廠用電進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要運(yùn)用發(fā)電廠電氣部分 ， 電力系統(tǒng)分析 ，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)等專業(yè)知識(shí)完成 。 在現(xiàn)代科技快速發(fā)展的今天，居民日常用電及生產(chǎn)用 電量日益提高。通過科學(xué)的廠用電接線設(shè)計(jì)及基本原則的遵循，保障電廠運(yùn)行中廠用電的需求，促進(jìn)電廠競價(jià)上網(wǎng)戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。 廠用電耗電量占同一時(shí)期發(fā)電廠全部發(fā)電量的百分?jǐn)?shù)，稱為廠用電率。 (1)按發(fā)電機(jī)容量、電壓確定高壓廠用電壓等級 ① 發(fā)電機(jī)組容量在 60MW 及以下，發(fā)電機(jī)電壓為 ，可采用 3KV 作為高壓廠用電電壓；發(fā) 電機(jī)電壓為 ，可采用 6KV作為高壓廠用電電壓。 3KV電壓供電的特點(diǎn) ① 3KV電動(dòng)機(jī)和 6KV電動(dòng)機(jī)約高 1%~15%，價(jià)格約低 20%； ② 將 100KW 及以上的電動(dòng)機(jī)接到 3KV 電壓母線上， 100KW 以下的電動(dòng)機(jī)一般采用 380V，可使低壓廠用變壓器容量和臺(tái)數(shù)減少； ③ 由于減少了 380V 電動(dòng)機(jī)數(shù)量 ，使較大截面的電纜數(shù)量減少，從而減少了有色金屬消耗量。 (3)全廠性公用負(fù)荷應(yīng)分散接入不同機(jī)組的廠用母線或公用負(fù)荷母線。 廠用電各級電壓母線均采用按鍋爐分段接線方式，具有下列特點(diǎn)： ① 若某一段母線發(fā)生故障，只影響其對應(yīng)的一臺(tái)鍋爐的運(yùn)行，使事故影響范圍局限在一機(jī)一爐； ② 廠用電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流較小，有利于電氣設(shè)備的選擇； ③ 將同一機(jī)爐的廠用電負(fù)荷接在同一段母線上，便于運(yùn)行管理和安排檢修。其缺點(diǎn)：由于公用負(fù)荷集中，并因啟動(dòng) /備用變壓器要用工作變壓器作備用（若無第二臺(tái)啟動(dòng) /備用變壓器作備用時(shí)），故工作變壓器 也要考慮在啟動(dòng) /備用變壓器檢修或故障時(shí)帶公用負(fù)荷母線段運(yùn)行。 (2)Ⅱ類廠用負(fù)荷。通常一路電源供電。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 (6)0Ⅲ類負(fù)荷（交流保安負(fù)荷）。一般廠用變壓器 連接在廠用母線段上，而用電設(shè)備由母線引接。 (2)連續(xù)而不經(jīng)常運(yùn)行的負(fù)荷亦應(yīng)計(jì)入。 (6)對于分裂變壓器，其高低壓繞組負(fù)荷應(yīng)分別計(jì)算。 (4)對中央修配廠的用電負(fù)荷，通常按下式計(jì)算 ?? ?? PPP (26) 式中 ： ?P — 全部電動(dòng)機(jī)額定功率總和 (KW)； 5?P — 其中最大 5臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定功率 之和 (KW)。 A） 1000 1 1000 1 1000 1 1000 輸煤變壓器（ KV 當(dāng)只有 6kV或 10kV 一種電壓等級時(shí)，一般分 2 段； 200MW 以上機(jī)組可分 4 段； 當(dāng) 10kV 與 3kV 電壓等級同時(shí)存在時(shí)，則分 4 段（ 10kV2 段 和 3kV2 段）只有6kV 或 10kV 一種電壓等級時(shí)，高壓廠用工作變壓器可選用 1 臺(tái)全容量的低壓分裂繞組變壓器，兩個(gè)分裂支路分別供 2 段母線；或選用 2 臺(tái) 50%容量的雙繞組變壓器，分別供 2 段母線。 A)； rS — 為 分裂繞組兩支重復(fù)計(jì)算負(fù)荷(KV廠用工作變壓器如果選用分裂繞組變壓器，則能在一定程度上環(huán)節(jié)上訴矛盾，因?yàn)榉至牙@組變壓器在正常工作時(shí)具有較小阻抗，而分裂繞組出口短路時(shí)則具有較大的阻抗。 A Ⅱ B段分裂繞組負(fù)荷 1 7 5 9 86 3 5 0 1 2 8* ????? LHC SSS KV對 200MW以上機(jī)組的大容量輔機(jī)，為了提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性可采用雙速電動(dòng)機(jī)。 (2)空載自啟動(dòng)：備用電源處于空載狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)投入失去電源的工作母線的工太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 作母線段時(shí)形成的自啟動(dòng)。出現(xiàn)惰行的電動(dòng)壓稱為臨界電壓 crU* ，這時(shí)電動(dòng)機(jī)最大化轉(zhuǎn)矩 max*eM 恰好等于機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩 mM* ，根據(jù) 2** UMe ? 關(guān)系可得 1max2* ?ecr MM 式中： max*eM — 電動(dòng)機(jī)在額定電壓下的最大轉(zhuǎn)矩標(biāo)幺值； crU* — 臨界電壓標(biāo)幺值。 (1)電壓校驗(yàn) 單臺(tái)電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)或成組電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)母線電壓校驗(yàn)。 A)； ?mS 為全部電動(dòng)機(jī)總?cè)萘?(KV 圖 33 廠用高、低壓電動(dòng)機(jī)同時(shí)自啟動(dòng)的等值電路圖 電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)，通過廠用高壓廠用變壓器得電流 1*tI 為 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 1*tI = 21*0* III ?? (38) 其中 111*11*1*1*tSSUKxUI ?? 122*22*tSSUKI ? 101*00*tSSUKI ? 其中， 0K 、 1K 、 2K 分別為負(fù)荷支路 0、 2 的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流倍數(shù)。 A，阻抗電壓為太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 10%。